用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，包括電催化‑催化氧化槽，電催化‑催化氧化槽內(nèi)設(shè)有極板，極板上下方分別通過極板上支撐架和極板下支撐架固定，極板下支撐架下方設(shè)有進水布水管，極板上支撐架上方設(shè)有催化劑承托架，催化劑承托架上放置催化劑，催化劑上方設(shè)有出水管，電催化‑催化氧化槽底部設(shè)有曝氣裝置及曝氣管道。同時，本發(fā)明還公開了上述裝置處理廢水的方法。本發(fā)明提高了處理效率，處理過程簡單，操作簡便，可實現(xiàn)自動化控制。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，包括電催化-催化氧化槽(1)，其特征在于，電催化-催化氧化槽(1)內(nèi)設(shè)有極板(3)，極板(2)上下方分別通過極板上支撐架 (2)和極板下支撐架(4)固定，極板下支撐架(4)下方設(shè)有進水布水管(6)，極板上支撐架 (2)上方設(shè)有催化劑承托架(8)，催化劑承托架(8)上放置催化劑(9)，催化劑(9)上方設(shè)有出水管(10)，電催化-催化氧化槽(1)底部設(shè)有曝氣裝置及曝氣管道(7)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，其特征在于，所述電催化-催化氧化槽(1)底部設(shè)有支撐(5)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，其特征在于，所述催化劑以活性炭為載體的負(fù)載鐵、銅或鎳金屬氧化物，其中活性炭的重量百分?jǐn)?shù)為40~70%，氧化鎳為20~50%，氧化錳為5~20%，氧化鈰為1~10%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，其特征在于，所述極板陰極為鈦板、陽極為鈦板鍍銠、釕或銥金屬氧化物，其中Ru:Ir:Sn摩爾比為2:5:3。

　　5.用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：化工廢水經(jīng)生化處理之后的出水，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至2~7，然后廢水進入用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置內(nèi)，在電催化極板間進行電催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間為0.5~6h，電極間的電壓為4~30V，電流密度為5~100mA/cm2;廢水進入極板上支撐架上方，與電催化氧化電解產(chǎn)生的H2O2、O3、HO-、HO2-、O2-、Cl2、HClO-、ClO-強氧化性物質(zhì)混合并在催化劑的作用下，進行催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間0.5~6h，反應(yīng)后廢水從頂部出口進入廢水排放池。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，其特征在于，用于化工廢水進入深度處理化工廢水的電催化—催化氧化裝置時采取連續(xù)進水或間歇進水。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，其特征在于，所述催化劑的添加量為用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置體積的20~70%。

　　說明書

　　一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置及廢水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置及廢水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，制藥、農(nóng)藥、染料、精細(xì)化工等行業(yè)的發(fā)展，于此對應(yīng)的是這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中排放大量的廢水，導(dǎo)致水環(huán)境的不斷惡化，對生態(tài)環(huán)境及人類的生活造成了威脅。制藥、農(nóng)藥、染料、精細(xì)化工等行業(yè)的廢水成分復(fù)雜、高鹽、高COD、高色度及難降解有機物含量大，企業(yè)在處理此類廢水時往往存在較大的困難，采用焚燒或蒸餾處理時，能耗較高，企業(yè)難以承受;采用稀釋法處理，通過生化處理后，往往易降解物質(zhì)去除之后，剩余的難降解物質(zhì)仍然去除，導(dǎo)致企業(yè)處理出水要么水質(zhì)難以穩(wěn)定達標(biāo)排放要么廢水水仍含有對生態(tài)環(huán)境具有毒害作用的難降解有機物。

　　化工廢水的深度處理技術(shù)是當(dāng)今環(huán)保界的研究熱點，同時也是技術(shù)難點。電催化技術(shù)是在通電的條件下，極板中間形成電場，將成分復(fù)雜、穩(wěn)定的難降解有機物在常溫常壓條件下進行電解氧化，將難降解有機物氧化為易降解有機物的氧化技術(shù);催化氧化技術(shù)是在特制催化劑的作用下，通過氧化劑的作用將廢水中的有機物氧化的技術(shù)。這兩種技術(shù)代表了國內(nèi)外化工廢水處理的主要趨勢，具有處理效率高、使用范圍廣、操作運行簡單等優(yōu)勢，具有較高的應(yīng)用前景。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置。

　　本發(fā)明的另一目的在于提供上述電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法。

　　技術(shù)方案：為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體是這樣來完成的：一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，包括電催化-催化氧化槽，電催化-催化氧化槽內(nèi)設(shè)有極板，極板上下方分別通過極板上支撐架和極板下支撐架固定，極板下支撐架下方設(shè)有進水布水管，極板上支撐架上方設(shè)有催化劑承托架，催化劑承托架上放置催化劑，催化劑上方設(shè)有出水管，電催化-催化氧化槽底部設(shè)有曝氣裝置及曝氣管道。

　　其中，所述電催化-催化氧化槽底部設(shè)有支撐。

　　其中，所述催化劑以活性炭為載體的負(fù)載鐵、銅或鎳金屬氧化物，其中活性炭的重量百分?jǐn)?shù)為40～70%，氧化鎳為20～50%，氧化錳為5～20%，氧化鈰為1～10%。

　　其中，所述極板陰極為鈦板、陽極為鈦板鍍銠、釕或銥金屬氧化物，其中Ru:Ir:Sn摩爾比為2:5:3。

　　用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，包括以下步驟：化工廢水經(jīng)生化處理之后的出水，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至2～7，然后廢水進入用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置內(nèi)，在電催化極板間進行電催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間為0.5～6h，電極間的電壓為4～30V，電流密度為5～100mA/cm2;廢水進入極板上支撐架上方，與電催化氧化電解產(chǎn)生的H2O2、O3、HO-、HO2-、O2-、Cl2、HClO-、ClO-強氧化性物質(zhì)混合并在催化劑的作用下，進行催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間0.5～6h，反應(yīng)后廢水從頂部出口進入廢水排放池。

　　其中，用于化工廢水進入深度處理化工廢水的電催化—催化氧化裝置時采取連續(xù)進水或間歇進水。

　　其中，所述催化劑的添加量為用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置體積的20～70%。

　　電催化氧化機理：

　　在電催化氧化條件下，陽極通電后產(chǎn)生多種強氧化性物質(zhì)，這些物質(zhì)有H2O2、O3、HO-、HO2-、O2-等，廢水中含有的Cl-，在電催化氧化條件下將會產(chǎn)生Cl2、HClO-、ClO-等氧化性較強的物質(zhì)。這些強氧化性物質(zhì)，可以將廢水中含有的難降解有機物進行斷鏈分解。而陰極將會產(chǎn)生一些還原性的物質(zhì)，這些物質(zhì)如H2會與廢水中的硝酸根或亞硝酸根進行還原反應(yīng)，達到去除總氮的效果。

　　氧化物涂層一般為半導(dǎo)體型化合物，所以氧化物涂層電極催化活性不是很高。若在氧化物涂層中摻雜一些其他金屬或非金屬元素，形成表面缺陷(晶面階梯、位錯等)，它們能在禁帶間形成可與中間化合物強烈作用的電子表面態(tài)，使半導(dǎo)體表面上的電極反應(yīng)過程大大加快。而且含摻雜電極具有較高的析氧、析氯過電位，有利于有機物降解反應(yīng)，還可防止含氯有機污染物降解時生成更難降解的有機氯化物而造成二次污染。此外，摻雜還可避免有機物濃度較高時，在電極/溶液界面上生成阻礙電子傳遞的聚合物膜。

　　電極采用鈦基鍍銠、釕、銥等金屬氧化物，極板通電后，在外加電場作用下，電子被激發(fā)形成高能電子，高能電子被水中氧化性物質(zhì)捕獲后產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基等強氧化性物質(zhì)，氧化有機物。

　　催化氧化原理：

　　廢水中的污染物和氧化劑分子擴散到催化劑表面的活性中心被吸附，然后污染物和氧化劑分子在催化劑表面發(fā)生催化氧化反應(yīng)，比較終產(chǎn)物解離脫附返回液相主體的過程，其反應(yīng)過程可歸納如下：

　　吸附過程：A(氧化劑分子)+σ(活性中心)Aσ

　　B(氧化劑分子)+σ(活性中心)σ

　　催化反應(yīng)：Aσ+σPσ(表面上產(chǎn)物)+σ

　　脫附解離：(液相主體產(chǎn)物)+σ

　　原理是在表面催化劑存在的條件下，利用強氧化劑在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機污染物，或直接將有機污染物氧化成為二氧化碳和水，或?qū)⒋蠓肿佑袡C污染物氧化成小分子有機污染物，提高廢水的可生化性，能較好的去除COD。

　　有益效果：本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

　　1、避免了電催化過程產(chǎn)生的氯氣逸出，造成污染;

　　2、節(jié)省了催化氧化氧化單元氧化劑的加入，利用電催化過程產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)進行催化氧化反應(yīng);

　　3、提高了處理效率，處理過程簡單，操作簡便，可實現(xiàn)自動化控制。

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